DE2416309A1 - Waermeaustauscher fuer klimaanlagen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Waermeaustauscher fuer klimaanlagen und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
753 PFORZHEIM. 2. 4.1974 I/E
WESTLICHE Sl (AM LEOPOLD PLATZ)
TEL. (07231) 242
iO229Oj
Peerless of America Incorporated, Chicago (111.) U.S.A.
Wärmeaustauscher für Klimaanlagen und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher (Rekuperator)
für Klimaanlagen, insbesondere für deren Kühlzone und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Aus der US Patentschrift 3 114 963 ist ein rippenbesetzter
Wärmeaustauscher bekannt, bei dem sich der Rippenäbstand in S1IuBrichtung der den Wärmeaustauscher überströmenden Luft verringert.
Bei diesen bekannten Wärmeaustauschern sind die Rippen plattenförmig und der Luftstrom wird in Rohren geführt, die an
oder in den Platten befestigt sind, sind also Kreuzstromrekuperatoren.
Der weite Abstand der Platten bzw. Rohrwände am Luftstromeinlaß ist erforderlich, damit nicht das Eis, das sich an
den Platten bzw. Wänden absetzt, den Durchlaß verstopft.
509807/0285
Das Eis ist das gefrorene Wasser, das sich aus der feuchtwarmen
Luft an den kalten Rippenplatten kondensiert. Die weiter strömende Luft ist trocken und kann durch die sich einander nähernden
Rippenplatten ohne Gefahr der Kondenswasser- und Eisbildung tiefer gekühlt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wärmeaustauscher für Klimaanlagen zu konstruieren, der mit aus den Rekuperatorrippen
gebildeten, sich in Flußrichtung des Luftstroms vereinigenden Durchzugskanälen ausgestattet ist, aber einfacher
als die bekannten Kreuzstromrekuperatoren herzustellen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind eine Mehrzahl gerader, quer zur Flußrichtung des Luftstroms angeordneter Rohre, die sich durch
den Abstand ihrer luftstromparallelen Außenrippenplatten unterscheiden, durch Krümmen zu einem Schlangenrohr vereinigt, dessen
Windungen in einer Stromrichtungeparallelen Ebene liegen. Dabei liegen die Rohre mit dem weitesten Rippenabstand am Einfluß
des Luftstroms, die Rohre mit dem geringsten Rippenabstand
am Ausfluß. Dabei ist es immer zweckmäßig, wenn immer mindestens zwei in Luftstromrichtung hintereinander liegende Rohre den
gleichen Rippenabstand aufweisen.
Die Rohre haben am besten rechteckigen Querschnitt und die Rippen ragen aus mindestens einer der beiden Schmalseiten des Rohres
mit luftstromparallelen Flächen heraus.
509807/0265
Die Rippenplatte]! sind da"bei vorzugsweise einstückig mit dem
Solche Rohre können gemäß einem weiteren Gedanken <fer Erfindung
durch ein Schneidwerkzeug hergestellt werden, das absatzweise Späne aus dem Werkstoff der Schmalwand des Rohres schneidet und
diese als Platten hochstellt.
Die SchmalwändeDdes Rohres hahen zweckmäßig Seitenleisten, so
daß die hochgestellten Platten U-förmig sind.
Der Wärmeaustauscher der Erfindung kann natürlich auch für andere Zwecke als Klimaanlage Verwendung finden.
Die Zeichnung zeigt schematisch und teilweise im Schnitt ein "bevorzugtes
Ausfuhrungsteispiel eines Wärmeaustauschers gemäß der
Erfindung.
In der Zeichnung ist:
In der Zeichnung ist:
!ig. 1 ejjie perspektivische Ansicht eines rippen-,
"besetzten Rohres,
1 i g , 2 eine Seitenansicht von drei Rohrstücken mit unterschiedlichem
Rippena"bstand und
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen fertigen Wärmeaustauscher
gemäß der Erfindung.
509807/0265
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In dieser Zeichnung "bezeichnet 1 den Rohrschlangenwärmeaustauscher
gemäß der Erfindung. Dieser "besteht aus Rohren 2, die mit einem Abstand 3 parallel zu-einander liegen und an ihren Enden wechselweise
durch Krümmer 4 verbunden sind. Ton den Rohren 2 mit rechteckigem Querschnitt ragen nach zwei entgegengesetzten Seiten
plattenförmige Rippen 5 heraus, die auf der Ebene der Schlangenlinie senkrecht stehen. Die Rippen 5 haben auf dem Endrohr A
der Rohrschlange 1 einen größeren Abstand voneinander als auf dem Endrohr B. Zwischen diesen Rohren der Rohrschlange 1 liegen, wie
Fig. 3 zeigt, Rohre, deren Rippenabstand stufenweise abnimmt und zwar ist er auf zwei aufeinanderfolgenden Rohren 2 immer gleich.
Von den sechs Windungen der Schlange, die Fig. 3 zeigt, weisen
also die ersten beiden Windungen 7 den größten Abstand der Rippen 5 auf, die beiden mittleren Windungen 8 einen kleineren und die
beiden letzten Windungen 9 den kleinsten Abstand auf. Der Abstand kann beispielsweise betragen: Im Bereich 7 1,59Di5 im Bereich 8
0,75 cm und im Bereich 9 0,5 cm.
Wird der Rohrschlangenwärmeaustauscher beispielsweise als Verdampfer
im Kühlsystem einer Klimaanlage eingesetzt, so streicht die Luft von 11 nach 12 in Richtung des Pfeiles 10 beiderseits
der Rohrschlange 1 zwischen den Rippen 5 hindurch. Durch den
unterschiedlichen Rippenabstand kommen &bei, laminare Strömung
vorausgesetzt, nach jedem zweiten Rohr andere Teile des Stromes mit den Rippen 5 in. Berührung, so daß der Wärmeaustausch wesentlich
verstärkt wird.
509807/0265
2415309
Die zuerst auf die Rohrschlange treffende Luft ist warm, feucht
und staubhaltig. Durch die Abkühlung kondensiert die leuchtigkeit und der Staub "friert aus". Er setzt sich überwiegend im
Bereich 7 an den Rippen 5 ab. Die Anstände 2 zwischen den Rippen
5 wachsen mit der Zeit zu. Da die Rippenabstände aber im Bereich
7 die grpßten sind, dauert es dort wesentlich länger bis der Verdampfer verstopft ist, als wenn die Luft in umgekehrter Richtung
fließen würde. Die trockene, fast staubfreie Luft, die in den Bereichen 8 und 9 die Rippen 5 berührt und dort nur noch
geringfügige Mengen von Staub absetzt, wird durch die geringen Rippenabstände und ihrer geringen Wärmekapazität schnell abgekühlt.
Natürlich können auch mehr als drei Bereiche mit in Richtung 10 des Luftstroms abnehmenden Rippenabständen vorgesehen sein.
Zur Herstellung der Rohrschlange wird amächst ein langgestrecktes
Rohr 2 mit rechteckigem Querschnitt hergestellt, "^ie beiden breiten
Wände sind mit 13 'und 14, die beiden schmalen mit 15 und 16
bezeichnet. Am Außenrand, parallel zu den Wänden 15 und 16
haben die Wände 13 und 14 Leisten Λψ und 18. Aus diesen Leisten
17 und 18 werden, beginnend vom Ende des Rohres, durch aufeinander folgendes Aufstellen vorher ausgeschnittener Späne 19 und 20
mit Traversen 21 die Rippen 5 gebildet. Das dabei angewandte Verfahren ist in der US Patentschrift 3 692 105 beschrieben.
509807/0265
Bei diesem Verfahren entstehen durch Zusammenschieben des Materials
die aus 3?ig. 1 und 2 ersichtlichen Vor Sprünge 22 auf den
Spänen 19 und 20. Bei der üblichen Dicke der Späne treten afees
diese Vorsprünge aber kaum in Erscheinung.
Der Abstandsunterschied der Rippen 5 in den einzelnen Bereichen
der Rohrschlange 1 kann bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren leicht durch Verstellung der Hubstufen des Spanschneiders
erreicht werden.
Fig. 2 zeigt drei Rohrstücke 23, 24, 25, bei deren Herstellung
die Hubstufe des Schneidwerkzeugs zweimal verstellt wurde, so daß drei Rohrstücke 23, 24, 25 jeweils unterschiedlichen Rippenabstand
haben, beim Rohrstück 23 ist er am größten, beim Rohrstück 25 am geringsten. Die Rohre werden zerschnitten und mit
Krümmern 4 zu dem Schlängenrohr 1 mit den Bereichen 7? 8 uncL
zusammengesteckt.
Die Rippen können natürlich auch an nur einer Seite aus dem Rohr 2 herausragen.
509807/0265
Claims (7)
- DR. RUDOLF BAUER · DIPL.-ING, HELMUT HUBBUCH753 PFORZHE.M. 3-4.1974 ΐ/Κ westliche st (A (!*J£ECiPf)Wl|ν·τTEL. (0723I)J(V^ NEW-ATZ)Patentansprüche:Rippenbesetzter Wärmeaustauscher für Klimaanlgen, bei dem sich der Rippenabstand in ITußrichtung der den Wärmeaustauscher überströmenden Luft verringert, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl quer zur Slußrichtung (10) des Luftstroms angeordneter Rohre(2), die sich durch den Abstand ihrer luftstromparal-Helen Außenrippenplatten (5) unterscheiden und durch Krümmer (4) zu einem Schlangenrohr (1) vereinigt sind, dessen Windungen in einer Stromrichtungsparallelen Ebene liegen.
- 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (2) mit dem weitesten Abstand der Rippen (5)am Luftstromeinfluß, die Rohre (2) mit dem geringsten Rippenabstand am Luftstromauslluß liegen.
- 3. Wärmeaustauscher nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in Stromrichtung aufeinanderfolgende Rohre (2) den gleichen Rippenabstand haben.509807/0265
- 4-. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (2) rechteckigen ijuerschnitt haben und die Rippen (5) aus mindestens einer der Schmalseiten (15, 16) des Rohres (2) mit luftstromparallelen Flächen (I9j 20) herausragen.
- 5. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5) einstückig mitdem Rohr (2) sind.
- 6. Verfahren zur Herstellung von rippenbesetzten Rohren zur Verwendung in einem Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneidwerkzeug absatzweise Spans aus dem Werkstoff der Schmalwände der Rohre mit rechteckigem Querschnitt aushebt, die dann als Platten hochgestellt werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre Seitenleisten haben, so daß die ausgehobenen und alsRippen hochgestellten Späne U-förmig sind.BO9807/0265
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